國產300MW汽輪機中壓缸啟動

1、.中國大唐集團公司莇蒈袆羄肆芀螂肅腿蒆蚈肂芁艿薄肁羈蒄蒀肀膃芇衿聿芅薂螅聿莈蒞蟻肈肇薁薇肇腿莄裊膆節(jié)蕿螁膅莄莂蚇膄肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈蚆袈蝿肈蒈螄螈膀蚄蝕螇芃蕆薆袇蒞芀裊袆肅蒅螀裊膇羋螆襖荿薃螞袃聿莆薈袂膁薂袇袁芃莄螃袁莆薀蠆羀肅莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀蚆螆羆膂葿螞羅芄蚅薈羅莇蒈袆羄肆芀螂肅腿蒆蚈肂芁艿薄肁羈蒄蒀肀膃芇衿聿芅薂螅聿莈蒞蟻肈肇薁薇肇腿莄裊膆節(jié)蕿螁膅莄莂蚇膄肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈蚆袈蝿肈蒈螄螈膀蚄蝕螇芃蕆薆袇蒞芀裊袆肅蒅螀裊膇羋螆襖荿薃螞袃聿莆薈袂膁薂袇袁芃莄螃袁莆薀蠆羀肅莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀蚆螆羆膂葿螞羅芄蚅薈羅莇蒈袆羄肆芀螂肅腿蒆蚈肂芁艿薄肁羈蒄蒀肀膃芇衿聿芅薂螅聿莈蒞蟻肈肇薁薇

2、肇腿莄裊膆節(jié)蕿螁膅莄莂蚇膄肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈蚆袈蝿肈蒈螄螈膀蚄蝕螇芃蕆薆袇蒞芀裊袆肅蒅螀裊膇羋螆襖荿薃螞袃聿莆薈袂膁薂袇袁芃莄螃袁莆薀蠆羀肅莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀蚆螆羆膂葿螞羅芄蚅薈羅莇蒈袆羄肆芀螂肅腿蒆蚈肂芁艿薄肁羈蒄蒀肀膃芇衿聿芅薂螅聿莈蒞蟻肈肇薁薇 國產300MW汽輪機中壓缸啟動唐山熱電公司 劉福君 田小冬摘 要重點論述了中壓缸啟動的優(yōu)越性、中壓缸啟動的系統配置、中壓缸啟動過程和中壓缸啟動過程中的注意事項。關鍵字汽輪機 中壓缸啟動 缸切換 隨著機組容量的增大、蒸汽參數的提高，汽輪機金屬部件厚度的增加，使得汽輪機的啟動時間顯著增加，如何有效的縮短啟動時間并減少啟動過程中對機組壽命的損耗，

3、已成為汽輪機優(yōu)化運行的一個重要課題，實踐證明中壓缸啟動能夠有效的縮短啟動時間、減小啟動過程中機組的壽命損耗。河北大唐國際唐山熱電有限責任公司一、二期工程2×300MW汽輪機，為東方汽輪機廠生產型號為C300/220-16.7/0.3/537/537型汽輪機，高中壓合缸、沖動式、亞臨界、一次中間再熱、抽汽凝汽式汽輪機。兩臺機組均配置有高中壓聯合啟動及中壓缸啟動兩種啟動方式，在2004年兩臺機組相繼投產后，公司將中壓缸啟動運行方式作為基本啟動方式，目前中壓缸啟動已成為1、2號機組常規(guī)啟動方式。1 中壓缸啟動方式的優(yōu)越性11縮短啟動時間由于汽輪機沖轉前對高壓缸進行倒暖，這樣在啟動初期起動速

4、度不受高壓缸熱應力和脹差的限制；另外，由于高壓缸不進汽做功，在同樣的工況下，進入中壓缸的蒸汽流量大，暖機更充分迅速，從而縮短了整個啟動過程的持續(xù)時間。12汽缸加熱均勻中壓缸啟動時，高中壓缸加熱均勻，溫升合理，汽缸易于脹出，脹差小。與常規(guī)的高中壓缸聯合啟動相比，雖然多一個缸切換的操作，但從整體上可提高啟動的安全性和靈活性。13高中壓轉子可提前越過脆性轉變溫度高中壓轉子材料為30Cr1Mo1V，脆性轉變溫度為121，所以在廠家啟動、運行說明書中明確要求，在冷態(tài)高中壓聯合啟動2000r/min高速暖機監(jiān)視中壓排汽口處下半內壁金屬溫度應大于130，并保持暖機60分鐘。但在啟動過程中2000r/min高

5、速暖機時很難達到此項要求，被迫延長暖機時間。而采用中壓缸啟動由于中壓缸進汽量大，在1200r/min中速暖機30分鐘后，即可達到此溫度要求。14對特殊工況具有良好的適應性在機組起動并網過程中，遇有電氣故障或試驗，需長時間空負荷運行，采用高中壓缸聯合啟動，特別是在機組熱態(tài)或極熱態(tài)啟動時，會使高中壓缸及轉子溫度水平下降很多，脹差負向變化較大。而采用中壓缸啟動，由于高壓缸不進汽，高壓缸溫度變化量較小，脹差負向變化較小。1號機組在機組極熱態(tài)啟動中，因同期裝置故障，在額定轉速下運行兩小時，調節(jié)級金屬溫度下降只有50，脹差負向變化量1mm。大大減小了機組極熱態(tài)啟動因調節(jié)級蒸汽溫度下降引起的低周疲勞壽命損耗

6、。2 中壓缸啟動方式的系統配置2.1 為了實施中壓缸啟動，在高排逆止門前的高排管道處設置有通向凝汽器的抽真空管道，管道上布置有氣動閥，中壓缸啟動過程中該閥打開，將高壓缸與冷凝器連通，防止高壓缸鼓風過熱。系統簡圖如下所示：2.2 在DEH控制邏輯中引入了缸切換系數，作為高壓調速汽門給定值的計算系數，當在啟動方式中選擇“中壓缸啟動”時，缸切換系數為“0”。在發(fā)電機并網后，選擇“缸切換”按鈕后，切換系數逐漸增加，高壓調速汽門隨缸切換系數的增加逐漸增加，在大約3分鐘內，缸切換系數增大至1，缸切換完成，高壓缸進入正常運行。功能模塊如下圖所示：2.3 旁路容量設置應能夠滿足中壓缸啟動的要求，我公司1、2號

7、機組旁路采用35%B-MCR的2級旁路串聯系統。在中壓缸啟動期間，隨轉速的提高，進汽量的加大，逐漸關小低壓旁路以維持再熱蒸汽壓力，在缸切換過程中，高壓缸開始進汽，逐漸關小高壓旁路來維持過熱蒸汽壓力，平穩(wěn)的實現缸切換。3中壓缸啟動31啟動參數的選擇合理的啟動參數能夠減小啟動過程中的壽命損耗，并能縮短啟動時間。啟動參數見下表：機組狀態(tài)高上內缸溫主汽壓力主汽溫度再熱蒸汽壓力再熱汽溫單位MPaMPa冷態(tài)1503.453000.686237溫態(tài)1503005.883700.686330熱態(tài)3004007.854500.883420極熱態(tài)4009.814600.883487由于沖轉前，主蒸汽溫度要求與聯合

8、啟動相比要低一些，可以很快滿足沖轉要求，再熱蒸汽溫度可以通過增加燃料率和提高高壓旁路后蒸汽溫度來調整，所以中壓缸啟動能夠很快的達到沖轉參數要求。32沖轉、升速、曖機3.2.1 確認高排逆止門處于關閉狀態(tài)。3.2.2 通風閥（VV閥）處于打開狀態(tài)。3.2.3 進行汽機掛閘復位,按汽機“掛閘”按鈕。3.2.4 在DEH畫面上選擇 “中壓缸啟動”方式。3.2.5 DEH畫面中，按“運行”按鈕，檢查高、中壓主汽閥開啟，觀察轉子是否沖動。3.2.6 設定目標轉速500r/min，選取合理升速率，確認輸入正確后，按“進行”按鈕后，中壓調節(jié)閥逐漸開啟。3.2.7 轉速顯示值為500r/min時，“進行”鍵燈

9、滅，就地傾聽汽輪機動靜部分是否有摩擦，停留檢查時間不應超過5分鐘，在機組大修后，應手動打閘，在主、調速汽門關閉狀態(tài)下進行摩檢。3.2.8 選擇目標轉速1200r/min，按“進行”鍵機組繼續(xù)升速，在CRT監(jiān)視汽輪機轉速上升情況，轉速達1200r/min時，“進行”燈滅，機組暖機30分鐘。3.2.9 在此轉速暖機30min；在此期間應監(jiān)視高中壓缸排汽處金屬溫度，當高壓排汽口下半內壁金屬溫度達200時，控制該金屬溫度在200左右。3.2.10 若高壓排汽口下半內壁金屬溫度已達200；中壓排汽口下半內壁金屬溫已達130，則“目標”可直接選擇3000r/min轉速。3.2.11 若高、中壓排汽口下半內

10、壁金屬溫度未達到上述要求，則“目標” 選擇2000r/min轉速，進行高速暖機；3.2.12 “目標”選擇2000r/min，按“進行”按鈕，開始升速。3.2.13 高速暖機，控制高壓排汽口下半內壁金屬溫度達到200,中壓排汽口下半內壁金屬溫度達130,繼續(xù)暖機30min。3.2.14 “目標”選擇3000r/min轉速，按“執(zhí)行”按鈕，升速至3000r/min；33并網帶負荷3.3.1 在汽輪發(fā)電機組作完試驗或檢查完成后，選擇“自動同期投入”；在發(fā)電機并網后DEH自動帶上9MW初始負荷，3.3.2 在整個升速并網帶負荷過程中應由低壓旁路維持中壓主汽門前再熱蒸汽壓力不變；3.3.3 “目標”選

11、擇30MW，“速率”選擇1MW/min升負荷率，按“進行”按鈕，提升負荷至30MW，在此過程中應逐漸關閉低壓旁路以控制再熱蒸汽壓力，監(jiān)視中壓排汽口下半內壁金屬溫度，應達到170，控制高壓排汽口處下半內壁金屬溫度達到220-250,暖機30min；3.3.4 在此過程中鍋爐維持穩(wěn)定燃燒，低壓旁路逐漸關閉，直至全關；34高、中壓缸切換3.4.1 主、再熱蒸汽參數應滿足以下要求：主蒸汽： 5.88 MPa 400430再熱蒸汽： 0.686MPa 3503803.4.2 在切換過程中鍋爐應維持蒸汽參數及流量穩(wěn)定，并逐漸關小高壓旁路，維持主蒸汽壓力穩(wěn)定；3.4.3 按“缸切換”按鈕，開始閥門切換，高壓

12、調節(jié)閥以單閥方式逐漸開啟，約2分鐘后高壓調節(jié)閥與中壓調節(jié)閥開始進入比例關系，此時切換結束。3.4.4 在切換期間應加強對高壓缸排汽溫度的監(jiān)視，并就地檢查高排逆止門開啟,通風閥（VV閥）關閉；3.4.5 切換結束時(以1MW/min負荷)提升負荷至42MW，暖機30min；3.4.6 切換完成后，根據高壓缸溫度、脹差、高壓內缸外壁與外缸內壁溫差的具體情況，可投入夾層加熱裝置。3.4.7 曖機結束后，“目標”負荷60MW逐漸升高機組負荷，在升負荷過程中高旁逐漸關閉，高壓旁路調節(jié)閥全關時，關閉高壓旁路電動閥。5中壓缸啟動的注意事項5.1 中壓缸啟動過程中，因中壓調速汽門調節(jié)特性的影響，機組轉速波動較

13、大，在升速過程中應加強對機組轉速的監(jiān)視。5.2 應合理選擇缸切換點，在缸切換前低壓旁路應接近全關，以確保切換過程蒸汽參數的穩(wěn)定。5.3 在切換過程中應加強對高壓缸排汽溫度的監(jiān)視，在切換完成后應檢查高排逆止門開啟，防止出現高壓缸悶缸。5.4 在切換過程中，應逐漸關小高旁電動門，在切換完成后應接近全關位置，防止再熱蒸汽壓力過高。6結束語 隨著機組容量的增大和大型汽輪發(fā)電機組運行技術的提高，中壓缸啟動應用越來越廣泛，但中壓缸啟動操作較高中壓缸聯合啟動復雜，存在一定的風險性，特別是高壓缸排汽溫度不容易控制，所以在啟動過程中應由相關專業(yè)人員在場，加強現場的專業(yè)技術指導。 薀薂螆羋蕿蚄羂膄薈螇螄肀薇薆羀肆膃蠆袃羂膃螁肈芁膂蒁袁膇膁薃肇肅膀蚅衿罿艿螈螞芇羋蕆袈膃芇蝕蝕腿芇螂羆肅芆蒂蝿羈芅薄羄芀芄蚆螇膆芃螈羃肂莂蒈螅羈莁薀羈襖莁螃螄節(jié)莀蒂聿膈荿薅袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒅蚄蟻羇蒄莃袇羃蒃薆螀芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肅蒀蒀羃罿薀薂螆羋蕿蚄羂膄薈螇螄肀薇薆羀肆膃蠆袃羂膃螁肈芁膂蒁袁膇膁薃肇肅膀蚅衿罿艿螈螞芇羋蕆袈膃芇蝕蝕腿芇螂羆肅芆蒂蝿羈芅薄羄芀芄蚆螇膆芃螈羃肂莂蒈螅羈莁薀羈襖莁